JP7132782B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本開示は、空調システムに関するものである。

従来、環境試験室等の恒温室に冷却した冷却空気を供給することにより、恒温室の室内空気の温度を所定温度に制御する空調システムが知られている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特許文献１に開示された空調システムは、冷媒回路に接続された蒸発器が通風路に複数設けられた冷却ユニットを複数備えている。また、上記空調システムでは、一方の冷却ユニットで環境試験室に供給する空気を冷却する冷却動作を行う際に、他方の冷却ユニットで蒸発器の除霜動作を行うように運転を制御することで、長時間の連続運転を可能にしている。

特開２０１８－３１５０１号公報

しかしながら、上記空調システムでは、冷却動作後の冷却ユニットと除霜動作後の冷却ユニットとで温度状態が異なるため、冷却動作を行う冷却ユニットを切り換える際に、環境試験室に供給する冷却空気の温度が安定せず、環境試験室の空気温度が一時的に所望の温度範囲から逸脱するおそれがあった。

本開示の目的は、恒温室の空気温度を高精度に制御可能な空調システムを提供することにある。

本開示の第１の態様は、冷却媒体が供給されて通過空気を冷却する第１熱交換器（22a）と、冷却媒体が供給されて通過空気を冷却する第２熱交換器（22b）と、上記第１熱交換器（22a）に冷却媒体を供給して冷却した空気を恒温室（1）に供給する一方、上記第２熱交換器（22b）の除霜を行う第１冷却モードと、上記第２熱交換器（22b）に冷却媒体を供給して冷却した空気を上記恒温室（1）に供給する一方、上記第１熱交換器（22a）の除霜を行う第２冷却モードとを交互に実行する制御部（50）とを備え、上記恒温室（1）の空気温度を所望の温度範囲に制御する空調システムであって、流入口（21a）と流出口（21b）とが形成されて内部に該流入口（21a）から該流出口（21b）に至る空気流れが形成されると共に、上記第１熱交換器（22a）と上記第２熱交換器（22b）とが上記空気流れにおいて上記第１熱交換器（22a）が上流側に位置するように収容されたケーシング（21）と、上記空気流れに対して上記第１熱交換器（22a）に並列に設けられ、空気が該第１熱交換器（22a）をバイパスして流れる第１バイパス通路（27a）と、上記空気流れに対して上記第２熱交換器（22b）に並列に設けられ、空気が該第２熱交換器（22b）をバイパスして流れる第２バイパス通路（27b）と、上記第１バイパス通路（27a）及び上記第２バイパス通路（27b）における空気の流通状態を切り換える切換機構（28a,28b）とを備え、上記制御部（50）は、上記第１冷却モードでは、上記第１バイパス通路（27a）において空気が流通せず、上記第２バイパス通路（27b）において空気が流通するように上記切換機構（28a,28b）を動作させ、上記第２冷却モードでは、上記第１バイパス通路（27a）において空気が流通し、上記第２バイパス通路（27b）において空気が流通しないように上記切換機構（28a,28b）を動作させるものである。

第１の態様では、１つのケーシング（21）内に２つの熱交換器（22a,22b）を空気流れに対して直列に設け、一方が空気を冷却して他方が除霜を行うように動作させると共に２つの熱交換器（22a,22b）の動作を切り換えるようにした。また、第１及び第２熱交換器（22a,22b）に対して空気流れに並列に第１及び第２バイパス通路（27b）をそれぞれ設け、空気が除霜中の熱交換器をバイパスして流れるようにした。従って、上記構成によれば、空気を冷却する熱交換器を切り換えても、２つの熱交換器（22a,22b）が１つのケーシング（21）内に収容されているため、恒温室（1）に供給される冷却空気の温度が大きく変動することなく、恒温室（1）の空気温度を高精度に制御することができる。

第２の態様は、第１の態様において、上記切換機構（28a,28b）は、上記第１バイパス通路（27a）に設けられた開度調節可能な第１ダンパ（28a）と、上記第２バイパス通路（27b）に設けられた開度調節可能な第２ダンパ（28b）とを有し、上記制御部（50）は、上記第１冷却モードでは、上記第１ダンパ（28a）を全閉状態に制御すると共に上記第２ダンパ（28b）を全開状態に制御し、上記第２冷却モードでは、上記第１ダンパ（28a）を全開状態に制御すると共に上記第２ダンパ（28b）を全閉状態に制御するものである。

第２の態様では、第１バイパス通路（27a）及び第２バイパス通路（27b）における空気の流通状態を切り換える切換機構（28a,28b）を、第１ダンパ（28a）と第２ダンパ（28b）とで容易に構成することができる。

第３の態様は、第２の態様において、上記制御部（50）は、上記第１冷却モードの終了後、上記第２冷却モードの開始前に、上記第１ダンパ（28a）を全開状態になるまで徐々に開く一方、上記第２ダンパ（28b）を全閉状態になるまで徐々に閉じると共に、該第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、上記第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体を供給し、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になると上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給を停止する第１切換モードを実行し、上記第２冷却モードの終了後、上記第１冷却モードの開始前に、上記第１ダンパ（28a）を全閉状態になるまで徐々に閉じる一方、上記第２ダンパ（28b）を全開状態になるまで徐々に開くと共に、該第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、上記第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体を供給し、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になると上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給を停止する第２切換モードを実行するものである。

第３の態様では、冷却モードを切り換える際、つまり、空気の冷却に用いる熱交換器を変更する際に、一息に切り換えるのではなく、各熱交換器への冷却媒体の供給量（冷却能力）と各熱交換器を通過する空気の流量（給気量）を、一方の熱交換器（22b,22a）では徐々に増加させ、他方の熱交換器（22a,22b）では低減することにより、冷却モードの切換動作が緩やかに行われることとなる。従って、恒温室（1）に供給される冷却空気の温度及び給気量を大きく変動させることなく、冷却モードを変更することができる。

第４の態様は、第３の態様において、上記制御部（50）は、上記第１切換モードでは、上記第１ダンパ（28a）が全開状態になる前に、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になるように上記第１及び第２ダンパ（28b）の開度を制御し、上記第２切換モードでは、上記第２ダンパ（28b）が全開状態になる前に、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になるように上記第１及び第２ダンパ（28b）の開度を制御するものである。

第４の態様では、第１及び第２バイパス通路（27b）を通過する空気の流量を低減したい場面において、速やかに流量を低減することができる。

第５の態様は、第３又は第４の態様において、上記制御部（50）は、上記第１切換モードでは、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給量を上記第２冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限する一方、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になると、上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給量を上記第２冷却モードにおける供給量に増大させ、上記第２切換モードでは、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給量を上記第１冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限する一方、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になると、上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給量を上記第１冷却モードにおける供給量に増大させるものである。

第５の態様では、第１及び第２切換モードにおいて、使用前の熱交換器（22b,22a）の冷却能力を無駄に増大させないようにしつつ、除霜で温度が上昇していた使用前の熱交換器（22b,22a）の温度を低下させることができる。

第６の態様は、第１乃至第５のいずれか１つの態様において、少なくとも上記第１熱交換器（22a）には、該第１熱交換器（22a）に付着した水滴を捕集する捕集部材が設けられているものである。

第６の態様では、第１熱交換器（22a）に付着した結露水が空気流れによって飛散して下流側の第２熱交換器（22b）に付着するおそれを低減することができる。

第７の態様は、第１乃至第６のいずれか１つの態様において、上記ケーシング（21）内の上記第２熱交換器（22b）よりも上記空気流れの下流側に設けられ、上記第１熱交換器（22a）及び上記第２熱交換器（22b）の少なくとも一方で冷却された空気を加熱して所望の温度に調節する加熱器（23）を備えているものである。

第７の態様では、第１熱交換器（22a）及び上記第２熱交換器（22b）の少なくとも一方で冷却された空気を加熱器（23）で加熱することによって、恒温室（1）に供給する空気を所望の温度に高精度に調節することができる。

第８の態様は第１乃至第７のいずれか１つの態様において、上記ケーシング（21）の上記流入口（21a）は、上記恒温室（1）内の空気が流入するように、該恒温室（1）に接続されているものである。

第８の態様では、ケーシング（21）内に設けられた第１及び第２熱交換器（22a,22b）が、共に恒温室（1）の目標温度範囲内の温度条件下に置かれるため、恒温室（1）に供給される冷却空気の温度をより変動させることなく、冷却モードを変更することができる。

図１は、実施形態１の空調システムの概略構成図である。 図２は、冷却ユニットの２つの熱交換器が接続された冷媒回路の構成を示す配管系統図である。 図３は、空調システムにおける運転モードの変遷と各構成機器の運転状態を示すタイムチャートである。 図４は、空調システムの概略構成図であり、第１冷却モード実行時における空気の流れをそれぞれ矢印で示したものである。 図５は、空調システムの概略構成図であり、第１切換モード実行時における空気の流れをそれぞれ矢印で示したものである。 図６は、空調システムの概略構成図であり、第２冷却モード実行時における空気の流れをそれぞれ矢印で示したものである。 図７は、空調システムの概略構成図であり、第２切換モード実行時における空気の流れをそれぞれ矢印で示したものである。

《実施形態１》
図１に示すように、空調システム（10）は、所定の環境条件下での製品（100）の耐久性や性能を試験するための環境試験室からなる恒温室（1）に設けられ、恒温室（1）の室内空間（S1）に冷却した冷却空気を供給することによって該恒温室（1）の室内空間（S1）の空気温度を所望の温度範囲に制御するように構成されている。なお、本実施形態１では、恒温室（1）の室内空間（S1）には、製品（100）として空気調和装置の室外機が設置されている。また、本実施形態１では、恒温室（1）の室内空間（S1）を低外気高湿度の環境にして空気調和装置の耐久性及び性能を試験するため、室内空間（S1）に加湿器（6）が設けられている。

恒温室（1）の側壁には、給気口（4）と還気口（5）とが形成されている。給気口（4）は、側壁の上下方向の中程に形成され、還気口（5）は、側壁の上部に形成されている。

また、恒温室（1）の室内空間（S1）の給気口（4）を含む一部は、区画壁（2）によって覆われ、空気の流入空間（S10）に構成されている。流入空間（S10）は、還気口（5）の下方に設けられた天井板によって上端が閉塞されている。区画壁（2）には、下部に、流入空間（S10）の空気を室内空間（S1）に空気を導く吹出口（2a）が形成されている。また、流入空間（S10）には仕切壁（3）が設けられ、該流入空間（S10）は、該仕切壁（3）によって、給気口（4）側の導入空間（S11）と吹出口（2a）側の混合空間（S12）とに仕切られている。仕切壁（3）には、導入空間（S11）と混合空間（S12）とを連通させる連通口（3a）が形成されている。

このような構成により、給気口（4）を介して流入空間（S10）の導入空間（S11）に供給された冷却空気は、該導入空間（S11）から仕切壁（3）に形成された１つの連通口（3a）を通過して混合空間（S12）に流入することにより、混合空間（S12）で混ざり合う。そして、吹出口（2a）を介して室内空間（S1）の試験用の製品（100）が設置された付近に向かって吹き出される。なお、上記加湿器（6）は、混合空間（S12）に設置されている。

－空調システムの全体構成－
空調システム（10）は、冷却ユニット（20）と、第１及び第２熱源ユニット（30A,30B）と、制御部（50）とを備えている。詳細については後述するが、冷却ユニット（20）は、第１及び第２熱交換器（22a,22b）を有し、第１熱交換器（22a）は、第１熱源ユニット（30A）の熱源回路（75）に接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う第１冷媒回路（60A）を構成し、第２熱交換器（22b）は、第２熱源ユニット（30B）の熱源回路（75）に接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う第２冷媒回路（60B）を構成している。つまり、空調システム（10）は、冷却ユニット（20）の第１及び第２熱交換器（22a,22b）と第１及び第２熱源ユニット（30A,30B）とが接続された第１及び第２冷媒回路（60A,60B）を備えている。

〈冷却ユニット〉
冷却ユニット（20）は、ケーシング（21）と、第１熱交換器（22a）及び第２熱交換器（22b）と、加熱器（23）と、送風ファン（24）と、給気ダクト（25）と、還気ダクト（26）とを備えている。

ケーシング（21）は、本実施形態では、横長の直方体形状に形成され、長手方向の一端部に流入口（21a）が形成され、他端部に流出口（21b）が形成されている。ケーシング（21）内には、送風ファン（24）により、流入口（21a）から流入した空気を流出口（21b）へ導く空気流れが形成される。ケーシング（21）内には、流入口（21a）から流出口（21b）に向かって第１熱交換器（22a）、第２熱交換器（22b）、加熱器（23）、及び送風ファン（24）がこの順で配置されている。

第１及び第２熱交換器（22a,22b）は、フィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成され、チューブ内部を流れる冷媒と外部を通過する空気とを熱交換させる。上述したように、ケーシング（21）内の流入口（21a）側に第１熱交換器（22a）が設けられ、該第１熱交換器（22a）の流出口（21b）側に第２熱交換器（22b）が設けられている。このような配置により、第１及び第２熱交換器（22a,22b）は、ケーシング（21）内に形成される空気流れに対して直列に配置され、第１熱交換器（22a）が第２熱交換器（22b）よりも上流側に位置するようにケーシング（21）に収容されている。第１及び第２熱交換器（22a,22b）は、それぞれ対応する第１及び第２冷媒回路（60A,60B）に接続されている。第１及び第２冷媒回路（60A,60B）の詳細については後述する。

加熱器（23）は、本実施形態１では、電気ヒータによって構成され、通電時に、通過する空気を加熱する。

送風ファン（24）は、ケーシング（21）内の流出口（21b）寄りの位置に設けられている。送風ファン（24）を稼働させると、ケーシング（21）内に流入口（21a）から流出口（21b）へ向かう空気流れが形成される。送風ファン（24）は、第１熱交換器（22a）、第２熱交換器（22b）及び加熱器（23）で温度が調節された空気（温調空気）を吸い込み、流出口（21b）に向かって吹き出す。

給気ダクト（25）は、一端が、ケーシング（21）の流出口（21b）に接続され、他端が、恒温室（1）の側壁に形成された給気口（4）に接続されている。

還気ダクト（26）は、一端が、恒温室（1）の側壁に形成された還気口（5）に接続され、他端が、ケーシング（21）の流入口（21a）に接続されている。

また、冷却ユニット（20）は、上記構成の他に、第１及び第２バイパス通路（27a,27b）と、切換機構（28a,28b）と、捕集部材（29a,29b）とを備えている。

第１バイパス通路（27a）は、ケーシング（21）内に形成される空気流れに対して第１熱交換器（22a）と並列に設けられ、空気が第１熱交換器（22a）をバイパスして流れる通路に構成されている。本実施形態１では、第１バイパス通路（27a）は、ケーシング（21）の内壁面と第１熱交換器（22a）の上端面及び下端面との間にそれぞれ形成され、第１熱交換器（22a）に沿って延びている。

第２バイパス通路（27b）は、ケーシング（21）内に形成される空気流れに対して第２熱交換器（22b）と並列に設けられ、空気が第２熱交換器（22b）をバイパスして流れる通路に構成されている。本実施形態１では、第２バイパス通路（27b）は、ケーシング（21）の内壁面と第２熱交換器（22b）の上端面及び下端面との間にそれぞれ形成され、第２熱交換器（22b）に沿って延びている。

切換機構（28a,28b）は、第１及び第２バイパス通路（27a,27b）における空気の流通状態を切り換えるものであり、第１ダンパ（28a）と第２ダンパ（28b）とを有している。第１ダンパ（28a）及び第２ダンパ（28b）は、それぞれ開度調節可能なダンパで構成されている。第１ダンパ（28a）は、２本の第１バイパス通路（27a）に１つずつ設けられて各第１バイパス通路（27a）を開閉する。第２ダンパ（28b）は、２本の第２バイパス通路（27b）に設けられて各第２バイパス通路（27b）を開閉する。

捕集部材（29a,29b）は、第１及び第２熱交換器（22a,22b）に設けられて該熱交換器（22a,22b）に付着した水滴を捕集するものである。捕集部材（29a,29b）は、本実施形態では、ルーバーによって形成され、第１熱交換器（22a）及び第２熱交換器（22b）の両方に設けられている。捕集部材（29a,29b）は、各熱交換器（22a,22b）の空気の出口（流出口（21b）側の端部）に取り付けられている。第１熱交換器（22a）に取り付けられた捕集部材（29a）は、第１熱交換器（22a）で結露した水滴を捕集し、結露水の第２熱交換器（22b）への付着を抑制する。第２熱交換器（22b）に取り付けられた捕集部材（29b）は、第２熱交換器（22b）で結露した水滴を捕集し、結露水の加熱器（23）への付着を抑制する。

冷却ユニット（20）の加熱器（23）の加熱能力、送風ファン（24）の運転と、第１及び第２ダンパ（28a,28b）の開度調節は、制御部（50）によって制御される。

〈熱源ユニット〉
第１及び第２熱源ユニット（30A,30B）は、同様に構成されている。第１及び第２熱源ユニット（30A,30B）は、圧縮機（71）と熱源側熱交換器（72）と膨張弁（73）と四路切換弁（74）が接続された熱源回路（75）をそれぞれ有している（図２を参照）。

圧縮機（71）は、容量可変に構成され、制御部（50）によって容量が制御される。圧縮機（71）の吐出側は、四路切換弁（74）の第１ポートに接続され、圧縮機（71）の吸入側は、四路切換弁（74）の第３ポートに接続されている。

熱源側熱交換器（72）は、フィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成され、チューブ内部を流れる冷媒と外部を通過する空気とを熱交換させる。図２では、図示を省略しているが、熱源側熱交換器（72）の近傍には、該熱源側熱交換器（72）に空気を送る送風ファンが設けられている。熱源側熱交換器（72）のガス側端部は、四路切換弁（74）の第２ポートに接続されている。熱源側熱交換器（72）の液側端部は、膨張弁（73）に接続されている。

膨張弁（73）は、開度調節可能な電動膨張弁によって構成されている。膨張弁（73）の開度は、制御部（50）によって制御される。膨張弁（73）は、一端が熱源側熱交換器（72）に接続された熱源回路（75）の液配管に接続されている。熱源回路（75）の液配管の他端は、液連絡配管（76）に接続されている。

四路切換弁（74）は、第１～第４ポートを有し、第１ポートと第２ポートとが連通し且つ第３ポートと第４ポートとが連通する第１の状態と、第１ポートと第４ポートとが連通し、第２ポートと第３ポートとが連通する第２の状態とに切り換わる。四路切換弁（74）の第１ポートには、圧縮機（71）の吐出側（吐出管）が接続されている。四路切換弁（74）の第２ポートには、熱源側熱交換器（72）のガス側端部が接続されている。四路切換弁（74）の第３ポートには、圧縮機（71）の吸入側（吸入管）が接続されている。四路切換弁（74）の第４ポートには、熱源回路（75）のガス配管の一端が接続されている。熱源回路（75）のガス配管の他端は、ガス連絡配管（77）に接続されている。

〈冷媒回路〉
第１及び第２熱源ユニット（30A,30B）の熱源回路（75）と、対応する冷却ユニット（20）の第１及び第２熱交換器（22a,22b）とが、それぞれ液連絡配管（76）とガス連絡配管（77）とによって接続されて２つの冷媒回路、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）が構成されている。

具体的には、第１冷媒回路（60A）では、第１熱源ユニット（30A）の熱源回路（75）の液配管及びガス配管と冷却ユニット（20）の第１熱交換器（22a）とが液連絡配管（76）及びガス連絡配管（77）によってそれぞれ接続されている。第２冷媒回路（60B）では、第２熱源ユニット（30B）の熱源回路（75）の液配管及びガス配管と冷却ユニット（20）の第２熱交換器（22b）とが液連絡配管（76）及びガス連絡配管（77）によってそれぞれ接続されている。

以上のように、本実施形態では、冷却ユニット（20）の第１及び第２熱交換器（22a,22b）は、それぞれ別個の冷媒回路（60A,60B）に接続されている。

また、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）では、制御部（50）の制御により、四路切換弁（74）が第１の状態に切り換えられて圧縮機（71）が運転を開始すると、熱源側熱交換器（72）が凝縮器となり、各熱交換器（22a,22b）が蒸発器となる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。一方、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）では、制御部（50）の制御により、四路切換弁（74）が第２の状態に切り換えられて圧縮機（71）が運転を開始すると、各熱交換器（22a,22b）が凝縮器となり、熱源側熱交換器（72）が蒸発器となる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

〈制御部〉
制御部（50）は、空調システム（10）の各種制御機器、即ち、冷却ユニット（20）の加熱器（23）と送風ファン（24）と第１及び第２ダンパ（28a,28b）と、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）の圧縮機（71）と膨張弁（73）の各動作を制御することにより、冷却ユニット（20）の運転モードを切り換えるように構成されている。

具体的な制御動作については後述するが、制御部（50）は、冷却ユニット（20）に、恒温室（1）から空気を取り込み、所望の温度範囲内の温度に調節した空気を恒温室（1）内に供給する第１及び第２冷却モードを交互に行わせるように構成されている。なお、第１冷却モードは、第１熱交換器（22a）に冷却媒体（第１冷媒回路（60A）の低圧冷媒）を供給して冷却した空気を恒温室（1）に供給する一方、第２熱交換器（22b）の除霜を行う運転モードであり、第２冷却モードは、第２熱交換器（22b）に冷却媒体（第２冷媒回路（60B）の低圧冷媒）を供給して冷却した空気を恒温室（1）に供給する一方、第１熱交換器（22a）の除霜を行う運転モードである。

また、制御部（50）は、第１冷却モードの終了後、第２冷却モードの開始前に、冷却ユニット（20）に第１切換モードを行わせ、第２冷却モードの終了後、第１冷却モードの開始前に、冷却ユニット（20）に第２切換モードを行わせるように構成されている。なお、第１及び第２切換モードは、冷却媒体を第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に供給しながら、前の冷却モードにおいて空気の冷却に用いた使用後の熱交換器（22a,22b）を通過する空気の流量を徐々に減少させる一方、次の冷却モードで空気の冷却に用いる使用前の熱交換器（22b,22a）を通過する空気の流量を徐々に増大させ、空気が使用前の熱交換器（22b,22a）をバイパスせずに全て使用前の熱交換器（22b,22a）を通過するようになると、使用後の熱交換器（22a,22b）への冷却媒体の供給を停止して使用前の熱交換器（22b,22a）のみに冷却媒体を供給することにより、ケーシング（21）内において冷却されて恒温室（1）に供給される冷却空気の温度が大きく変動しないようにする運転モードである。

このような制御部（50）により、冷却ユニット（20）では、第１冷却モードと第１切換モードと第２冷却モードと第２切換モードとがこの順に繰り返し行われることにより、恒温室（1）の空気温度が所望の温度範囲に制御される。

本実施形態では、制御部（50）は、空調システム（10）の各種制御機器を本願で開示するように制御するマイクロコンピュータと、実施可能な制御プログラムが記憶されたメモリやハードディスク等とを含んでいる。なお、上記制御部（50）は、空調システム（10）の制御部の一例であり、制御部（50）の詳細な構造やアルゴリズムは、本開示の機能を実行するどのようなハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってもよい。

－運転動作－
制御部（50）は、空調システム（10）の各種制御機器の動作を制御して、冷却ユニット（20）の運転モードを制御する。上述したように、制御部（50）は、冷却ユニット（20）において、第１冷却モードと第１切換モードと第２冷却モードと第２切換モードとをこの順に繰り返し行わせ、所望の温度範囲Ｘ（例えば、－１６℃≦Ｘ≦－１４℃）内の温度Ｔ（例えば、－１５℃）に温度を調節した空気を恒温室（1）に供給する。これにより、恒温室（1）の室内空気の温度が所望の温度範囲Ｘ（例えば、－１６°≦Ｘ≦－１４°）内に維持される。

以下、第１冷却モード、第１切換モード、第２冷却モード、第２切換モードについて図３～７に基づいて詳細に説明する。なお、図３は、空調システム（10）における運転モードの変遷と各構成機器の運転状態を示すタイムチャートである。また、図４～７は、いずれも空調システム（10）の概略構成図であり、図４は第１冷却モード実行時、図５は第１切換モード実行時、図６は第２冷却モード実行時、図７は第２切換モード実行時における空気の流れをそれぞれ矢印で示したものである。

〈第１冷却モード〉
制御部（50）は、第１冷媒回路（60A）において、四路切換弁（74）を第１の状態に切り換え、圧縮機（71）を運転させると共に膨張弁（73）の開度を適宜調節する。これにより、第１冷媒回路（60A）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、第１熱交換器（22a）が蒸発器として機能する冷却運転が行われる。

一方、制御部（50）は、第２冷媒回路（60B）において、デフロスト動作及び待機動作の少なくとも一方からなる加熱運転を行う。

制御部（50）は、所定の除霜条件が成立している場合に、第２冷媒回路（60B）にデフロスト動作を行わせる。デフロスト動作は、四路切換弁（74）を第２の状態に切り換え、圧縮機（71）を運転させると共に膨張弁（73）の開度を適宜調節することによって行われる。制御部（50）のこのような制御により、第２冷媒回路（60B）において、第２熱交換器（22b）が凝縮器として機能するように冷媒が循環し、第２熱交換器（22b）に付着した霜は、該第２熱交換器（22b）に供給される加熱媒体（第２冷媒回路（60B）の高圧冷媒）によって加熱されて融解する。

なお、所定の除霜条件は、第２熱交換器（22b）が着霜し、除霜が必要な状態であると判定できる条件であればいかなるものであってもよい。例えば、前回の除霜終了時から所定時間経過後に成立するものであってもよく、第２熱交換器（22b）の表面又は周辺温度を検出し、検出温度が所定温度以下の状態が所定時間継続した場合に成立するものであってもよい。

制御部（50）は、所定の除霜条件が非成立の場合又は除霜終了条件が成立した場合に、第２冷媒回路（60B）に待機動作を行わせる。待機動作は、圧縮機（71）の運転を停止する、又は圧縮機（71）の運転が停止した状態を維持することによって行われる。

なお、除霜終了条件は、第２熱交換器（22b）において除霜が完了したと判定できる条件であればいかなるものであってもよい。例えば、除霜の開始時から所定時間経過後に成立するものであってもよく、第２熱交換器（22b）の表面又は周辺温度を検出し、検出温度が所定温度以上の状態が所定時間継続した場合に成立するものであってもよい。

また、制御部（50）は、第１ダンパ（28a）を最小開度（全閉状態）に制御する一方、第２ダンパ（28b）を最大開度（全開状態）に制御して、送風ファン（24）を所定風量で運転させる。

以上のような制御部（50）による制御により、第１冷却モードでは、冷却ユニット（20）において、以下のような動作が行われる。

ケーシング（21）内では、流入口（21a）から流出口（21b）へ向かう空気流れが形成されると共に、還気ダクト（26）を介して流入口（21a）に恒温室（1）の室内空間（S1）の空気が取り込まれる。

流入口（21a）に取り込まれた空気は、第１ダンパ（28a）が全閉状態であるため、第１バイパス通路（27a）に流入せず、全て蒸発器として機能する第１熱交換器（22a）を通過し、冷却媒体（第１冷媒回路（60A）の低圧冷媒）と熱交換して冷却されることとなる。第１熱交換器（22a）で冷却された冷却空気は、第２ダンパ（28b）が全開状態であるため、第２バイパス通路（27b）に流入する。このとき、第２ダンパ（28b）が全開状態になっても一部の空気は第２熱交換器（22b）に流入するが、熱交換器は単なる通路に比べて空気抵抗が大きいため、ほとんどの空気が第２バイパス通路（27b）に流入することとなる。つまり、第１熱交換器（22a）で冷却された空気のほとんどが凝縮器として機能する第２熱交換器（22b）をバイパスして第２熱交換器（22b）の下流側へ流れることとなる。

第１熱交換器（22a）で冷却され、第２熱交換器（22b）をバイパスした冷却空気は、加熱器（23）を通過する際に温度調節された後、送風ファン（24）に吸い込まれて流出口（21b）に吹き出される。

なお、加熱器（23）は、制御部（50）によって、設定温度が、恒温室（1）の室内空気の設定温度範囲Ｘ（例えば、－１６℃≦Ｘ≦－１４℃）内の温度Ｔ（例えば、－１５℃）に設定され、給気温度が設定温度Ｔになるように、加熱能力（供給電力）が制御される。具体的には、制御部（50）は、流出口（21b）に設けられた空気温度センサ（51）の検出温度が設定温度Ｔになるように、加熱器（23）に供給される電力を制御する。

送風ファン（24）によって流出口（21b）に吹き出された冷却空気は、給気ダクト（25）を介して恒温室（1）の室内空間（S1）の流入空間（S10）に供給される。具体的には、冷却空気は、給気ダクト（25）が接続された導入空間（S11）に流入し、仕切壁（3）の連通口（3a）を通過して混合空間（S12）に流入し、必要に応じて加湿器（6）によって加湿された後、吹出口（2a）から室内空間（S1）の試験用の製品（100）が設置された付近に向かって吹き出される。

〈第１切換モード〉
制御部（50）は、まず、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）において、四路切換弁（74）を第１の状態に切り換え、圧縮機（71）を運転させると共に膨張弁（73）の開度を適宜調節する。これにより、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）の両方において、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、第１及び第２熱交換器（22a,22b）が蒸発器として機能する冷却運転が行われる。このとき、制御部（50）は、第１冷媒回路（60A）の圧縮機（71）の容量（周波数）を、所定の通常運転の範囲内で給気温度が設定温度Ｔになるように制御する一方、第２冷媒回路（60B）の圧縮機（71）の容量を、所定の通常運転の範囲よりも低い所定の低容量（所定の低周波数）に制御する。

制御部（50）は、第１切換モードの実行開始後、所定時間ｔ１の間、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）の両方において上述の冷却運転を行い、所定時間ｔ１が経過すると、第１冷媒回路（60A）の圧縮機（71）の運転を停止し、第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給を停止する。一方、第２冷媒回路（60B）では、制御部（50）は、圧縮機（71）を停止させずにそのまま運転させると共に、圧縮機（71）の容量（周波数）を、所定の通常運転の範囲内で給気温度が設定温度Ｔになるように制御する。

また、制御部（50）は、第１ダンパ（28a）を全開状態になるまで徐々に開く一方、第２ダンパ（28b）を全閉状態になるまで徐々に閉じると共に、送風ファン（24）を所定風量で運転させる。なお、制御部（50）は、第１ダンパ（28a）が全開状態になる前に、第２ダンパ（28b）が全閉状態になるように各ダンパ（28a,28b）の開度を制御する。本実施形態１では、制御部（50）は、第１切換モードの終了時に第１ダンパ（28a）が全開状態になるように制御する一方、第１切換モードの実行開始から所定時間ｔ１経過時に第２ダンパ（28b）が全閉状態になるように制御する。

以上のような制御部（50）による制御により、第１切換モードの実行開始から所定時間ｔ１が経過するまでの間、冷却ユニット（20）において、以下のような動作が行われる。

第１冷却モードと同様にしてケーシング（21）内に恒温室（1）の室内空間（S1）の空気が取り込まれる。

ケーシング（21）内に取り込まれた空気は、第１ダンパ（28a）が全閉状態から徐々に開いていくことにより、一部が第１バイパス通路（27a）に流入し、残りが蒸発器として機能する第１熱交換器（22a）を通過し、冷却媒体（第１冷媒回路（60A）の低圧冷媒）と熱交換して冷却される。第１バイパス通路（27a）及び第１熱交換器（22a）を通過した冷却空気は、第２バイパス通路（27b）に流入するものの、第２ダンパ（28b）が全開状態から徐々に閉じていくことにより、蒸発器として機能する第２熱交換器（22b）への流入量が徐々に増大し、第２熱交換器（22b）を通過する際に、冷却媒体（第２冷媒回路（60B）の低圧冷媒）と熱交換して冷却されることとなる。

このように、第１切換モードでは、第１切換モードの実行開始から所定時間ｔ１が経過するまでの間、ケーシング（21）内に取り込まれた空気を、第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方で冷却すると共に、第１熱交換器（22a）を通過する空気の流量を徐々に減少させる一方、第２熱交換器（22b）を通過する空気の流量を徐々に増大させることにより、空気の冷却に用いる熱交換器を徐々に第１熱交換器（22a）から第２熱交換器（22b）に切り換えることとしている。

第２バイパス通路（27b）及び第２熱交換器（22b）を通過した冷却空気は、加熱器（23）を通過する際に温度調節された後、送風ファン（24）に吸い込まれて流出口（21b）に吹き出される。その後の動作は、第１冷却モードと同様である。

一方、第１切換モードの実行開始から所定時間ｔ１経過後、第１切換モードが終了するまでの間、冷却ユニット（20）において、以下のような動作が行われる。

第１冷却モードと同様にしてケーシング（21）内に恒温室（1）の室内空間（S1）の空気が取り込まれる。

ケーシング（21）内に取り込まれた空気は、一部が第１バイパス通路（27a）に流入し、残りが第１熱交換器（22a）を通過するが、第１冷媒回路（60A）では圧縮機（71）の運転が停止されて第１熱交換器（22a）に冷却媒体（第１冷媒回路（60A）の低圧冷媒）が供給されないため、空気が冷却されない。第１バイパス通路（27a）及び第１熱交換器（22a）を通過した空気は、第２ダンパ（28b）が全閉状態であるため、第２バイパス通路（27b）に流入せず、全て蒸発器として機能する第２熱交換器（22b）を通過し、冷却媒体（第２冷媒回路（60B）の低圧冷媒）と熱交換して冷却されることとなる。

第１熱交換器（22a）で冷却されずに第２熱交換器（22b）で冷却された冷却空気は、加熱器（23）を通過する際に温度調節された後、送風ファン（24）に吸い込まれて流出口（21b）に吹き出される。その後の動作は、第１冷却モードと同様である。

〈第２冷却モード〉
制御部（50）は、第２冷媒回路（60B）において、四路切換弁（74）を第１の状態に切り換え、圧縮機（71）を運転させると共に膨張弁（73）の開度を適宜調節する。これにより、第２冷媒回路（60B）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、第２熱交換器（22b）が蒸発器として機能する冷却運転が行われる。

一方、制御部（50）は、第１冷媒回路（60A）において、デフロスト動作及び待機動作の少なくとも一方からなる加熱運転を行う。

制御部（50）は、所定の除霜条件が成立している場合に、第１冷媒回路（60A）にデフロスト動作を行わせる。デフロスト動作は、四路切換弁（74）を第２の状態に切り換え、圧縮機（71）を運転させると共に膨張弁（73）の開度を適宜調節することによって行われる。制御部（50）のこのような制御により、第１冷媒回路（60A）において、第１熱交換器（22a）が凝縮器として機能するように冷媒が循環し、第１熱交換器（22a）に付着した霜は、該第１熱交換器（22a）に供給される加熱媒体（第１冷媒回路（60A）の高圧冷媒）によって加熱されて融解する。

なお、所定の除霜条件は、第１熱交換器（22a）が着霜し、除霜が必要な状態であると判定できる条件であればいかなるものであってもよい。例えば、前回の除霜終了時から所定時間経過後に成立するものであってもよく、第１熱交換器（22a）の表面又は周辺温度を検出し、検出温度が所定温度以下の状態が所定時間継続した場合に成立するものであってもよい。

制御部（50）は、所定の除霜条件が非成立の場合又は除霜終了条件が成立した場合に、第１冷媒回路（60A）に待機動作を行わせる。待機動作は、圧縮機（71）の運転を停止する、又は圧縮機（71）の運転が停止した状態を維持することによって行われる。

なお、除霜終了条件は、第１熱交換器（22a）において除霜が完了したと判定できる条件であればいかなるものであってもよい。例えば、除霜の開始時から所定時間経過後に成立するものであってもよく、第１熱交換器（22a）の表面又は周辺温度を検出し、検出温度が所定温度以上の状態が所定時間継続した場合に成立するものであってもよい。

また、制御部（50）は、第１ダンパ（28a）を最大開度（全開状態）に制御する一方、第２ダンパ（28b）を最小開度（全閉状態）に制御して、送風ファン（24）を所定風量で運転させる。

以上のような制御部（50）による制御により、第２冷却モードでは、冷却ユニット（20）において、以下のような動作が行われる。

第１冷却モードと同様にしてケーシング（21）内に恒温室（1）の室内空間（S1）の空気が取り込まれる。

ケーシング（21）内に取り込まれた空気は、第１ダンパ（28a）が全開状態であるため、第１バイパス通路（27a）に流入する。このとき、第１ダンパ（28a）が全開状態になっても一部の空気は第１熱交換器（22a）に流入するが、熱交換器は単なる通路に比べて空気抵抗が大きいため、ほとんどの空気が第１バイパス通路（27a）に流入することとなる。つまり、流入口（21a）に取り込まれた空気のほとんどが凝縮器として機能する第１熱交換器（22a）をバイパスして第１熱交換器（22a）の下流側へ流れることとなる。

第１熱交換器（22a）の下流側へ流れた空気は、第２ダンパ（28b）が全閉状態であるため、全て蒸発器として機能する第２熱交換器（22b）を通過し、冷却媒体（第２冷媒回路（60B）の低圧冷媒）と熱交換して冷却されることとなる。

第１熱交換器（22a）で冷却されずに第２熱交換器（22b）で冷却された冷却空気は、加熱器（23）を通過する際に温度調節された後、送風ファン（24）に吸い込まれて流出口（21b）に吹き出される。その後の動作は、第１冷却モードと同様である。

〈第２切換モード〉
制御部（50）は、まず、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）において、四路切換弁（74）を第１の状態に切り換え、圧縮機（71）を運転させると共に膨張弁（73）の開度を適宜調節する。これにより、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）の両方において、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、第１及び第２熱交換器（22a,22b）が蒸発器として機能する冷却運転が行われる。このとき、制御部（50）は、第１冷媒回路（60A）の圧縮機（71）の容量（周波数）を、所定の通常運転の範囲よりも低い所定の低容量（所定の低周波数）に制御する一方、第２冷媒回路（60B）の圧縮機（71）の容量を、所定の通常運転の範囲内で給気温度が設定温度Ｔになるように制御する。

制御部（50）は、第２切換モードの実行開始後、所定時間ｔ１の間、第１及び第２冷媒回路（60A,60B）の両方において上述の冷却運転を行い、所定時間ｔ１が経過すると、第２冷媒回路（60B）の圧縮機（71）の運転を停止し、第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給を停止する。一方、第１冷媒回路（60A）では、制御部（50）は、圧縮機（71）を停止させずにそのまま運転させると共に、圧縮機（71）の容量（周波数）を、所定の通常運転の範囲内で給気温度が設定温度Ｔになるように制御する。

また、制御部（50）は、第１ダンパ（28a）を全閉状態になるまで徐々に閉じる一方、第２ダンパ（28b）を全開状態になるまで徐々に開くと共に、送風ファン（24）を所定風量で運転させる。なお、制御部（50）は、第２ダンパ（28b）が全開状態になる前に、第１ダンパ（28a）が全閉状態になるように各ダンパ（28a,28b）の開度を制御する。本実施形態１では、制御部（50）は、第２切換モードの終了時に第２ダンパ（28b）が全開状態になるように制御する一方、第２切換モードの実行開始から所定時間ｔ１経過時に第１ダンパ（28a）が全閉状態になるように制御する。

以上のような制御部（50）による制御により、第２切換モードの実行開始から所定時間ｔ１が経過するまでの間、冷却ユニット（20）において、以下のような動作が行われる。

第１冷却モードと同様にしてケーシング（21）内に恒温室（1）の室内空間（S1）の空気が取り込まれる。

ケーシング（21）内に取り込まれた空気は、第１ダンパ（28a）が全開状態から徐々に閉じていくことにより、第１バイパス通路（27a）に流入するものの、蒸発器として機能する第１熱交換器（22a）への流入量が徐々に増大し、第１熱交換器（22a）を通過する際に、冷却媒体（第１冷媒回路（60A）の低圧冷媒）と熱交換して冷却される。第１バイパス通路（27a）及び第１熱交換器（22a）を通過した冷却空気は、第２ダンパ（28b）が全閉状態から徐々に開いていくことにより、一部が第２バイパス通路（27b）に流入し、残りが蒸発器として機能する第２熱交換器（22b）を通過し、冷却媒体（第２冷媒回路（60B）の低圧冷媒）と熱交換して冷却される。

このように、第２切換モードでは、第２切換モードの実行開始から所定時間ｔ１が経過するまでの間、ケーシング（21）内に取り込まれた空気を、第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方で冷却すると共に、第１熱交換器（22a）を通過する空気の流量を徐々に増大させる一方、第２熱交換器（22b）を通過する空気の流量を徐々に減少させることにより、空気の冷却に用いる熱交換器を徐々に第２熱交換器（22b）から第１熱交換器（22a）に切り換えることとしている。

第２バイパス通路（27b）及び第２熱交換器（22b）を通過した冷却空気は、加熱器（23）を通過する際に温度調節された後、送風ファン（24）に吸い込まれて流出口（21b）に吹き出される。その後の動作は、第１冷却モードと同様である。

一方、第２切換モードの実行開始から所定時間ｔ１経過後、第２切換モードが終了するまでの間、冷却ユニット（20）において、以下のような動作が行われる。

第１冷却モードと同様にしてケーシング（21）内に恒温室（1）の室内空間（S1）の空気が取り込まれる。

ケーシング（21）内に取り込まれた空気は、第１ダンパ（28a）が全閉状態であるため、第１バイパス通路（27a）に流入せず、全て蒸発器として機能する第１熱交換器（22a）を通過し、冷却媒体（第１冷媒回路（60A）の低圧冷媒）と熱交換して冷却されることとなる。第１熱交換器（22a）で冷却された冷却空気は、一部が第２バイパス通路（27b）に流入し、残りが第２熱交換器（22b）を通過するが、第２冷媒回路（60B）では圧縮機（71）の運転が停止されて第２熱交換器（22b）に冷却媒体（第２冷媒回路（60B）の低圧冷媒）が供給されないため、空気が冷却されない。

第１熱交換器（22a）で冷却され、第２熱交換器（22b）で冷却されなかった冷却空気は、加熱器（23）を通過する際に温度調節された後、送風ファン（24）に吸い込まれて流出口（21b）に吹き出される。その後の動作は、第１冷却モードと同様である。

－実施形態１の効果－
以上のように、本空調システム（10）は、冷却媒体が供給されて通過空気を冷却する第１熱交換器（22a）と、冷却媒体が供給されて通過空気を冷却する第２熱交換器（22b）と、上記第１熱交換器（22a）に冷却媒体を供給して冷却した空気を恒温室（1）に供給する一方、上記第２熱交換器（22b）の除霜を行う第１冷却モードと、上記第２熱交換器（22b）に冷却媒体を供給して冷却した空気を上記恒温室（1）に供給する一方、上記第１熱交換器（22a）の除霜を行う第２冷却モードとを交互に実行する制御部（50）とを備え、上記恒温室（1）の空気温度を所望の温度範囲に制御するものである。また、本空調システム（10）は、流入口（21a）と流出口（21b）とが形成されて内部に該流入口（21a）から該流出口（21b）に至る空気流れが形成されると共に、上記第１熱交換器（22a）と上記第２熱交換器（22b）とが上記空気流れにおいて上記第１熱交換器（22a）が上流側に位置するように収容されたケーシング（21）と、上記空気流れに対して上記第１熱交換器（22a）に並列に設けられ、空気が該第１熱交換器（22a）をバイパスして流れる第１バイパス通路（27a）と、上記空気流れに対して上記第２熱交換器（22b）に並列に設けられ、空気が該第２熱交換器（22b）をバイパスして流れる第２バイパス通路（27b）と、上記第１バイパス通路（27a）及び上記第２バイパス通路（27b）における空気の流通状態を切り換える切換機構（28a,28b）とを備えている。さらに、本空調システム（10）では、上記制御部（50）は、上記第１冷却モードでは、上記第１バイパス通路（27a）において空気が流通せず、上記第２バイパス通路（27b）において空気が流通するように上記切換機構（28a,28b）を動作させ、上記第２冷却モードでは、上記第１バイパス通路（27a）において空気が流通し、上記第２バイパス通路（27b）において空気が流通しないように上記切換機構（28a,28b）を動作させる。

このように、本空調システム（10）では、空気の冷却と除霜とを交互に行う第１熱交換器（22a）及び第２熱交換器（22b）が１つのケーシング（21）内に空気流れに対して直列に配置される一方、空気流れに対して第１熱交換器（22a）及び第２熱交換器（22b）に並列に第１バイパス通路（27a）及び第２バイパス通路（27b）が設けられている。そして、第１冷却モードでは、第１バイパス通路（27a）に空気が流れず、第２バイパス通路（27b）に空気が流れるようにすることで、第１熱交換器（22a）で冷却された空気が除霜中の第２熱交換器（22b）をバイパスして第２バイパス通路（27b）を流れて流出口（21b）を介して恒温室（1）へ供給されるようにしている。一方、第２冷却モードでは、第１バイパス通路（27a）に空気が流れ、第２バイパス通路（27b）に空気が流れないようにすることで、流入口（21a）からケーシング（21）内に流入した空気が、除霜中の第１熱交換器（22a）バイパスして第１バイパス通路（27a）を流れ、第２熱交換器（22b）で冷却された後、流出口（21b）を介して恒温室（1）へ供給されるようにしている。

このように、本空調システム（10）では、１つのケーシング（21）内に２つの熱交換器（22a,22b）を空気流れに対して直列に設け、一方が空気を冷却して他方が除霜を行うように動作させると共に２つの熱交換器（22a,22b）の動作を切り換えるようにした。また、第１及び第２熱交換器（22a,22b）に対して空気流れに並列に第１及び第２バイパス通路（27b）をそれぞれ設け、空気が除霜中の熱交換器をバイパスして流れるようにした。従って、上記構成によれば、空気を冷却する熱交換器を切り換えても、２つの熱交換器（22a,22b）が１つのケーシング（21）内に収容されているため、恒温室（1）に供給される冷却空気の温度が大きく変動することなく、恒温室（1）の空気温度を高精度に制御することができる。

また、本空調システム（10）によれば、従来のように２つの冷却ユニットを設ける必要がなく、１つのケーシング（21）内に２つの熱交換器（22a,22b）を設けるだけの容易な構成であるため、空調システムをコンパクトに形成することができ、また、ダクト等も少なくて済むため、空調システムの設置を容易に行うことができると共に、設備費用を大幅に低減することができる。

また、本空調システム（10）では、上記切換機構（28a,28b）が、上記第１バイパス通路（27a）に設けられた開度調節可能な第１ダンパ（28a）と、上記第２バイパス通路（27b）に設けられた開度調節可能な第２ダンパ（28b）とを有している。また、上記制御部（50）は、上記第１冷却モードでは、上記第１ダンパ（28a）を全閉状態に制御すると共に上記第２ダンパ（28b）を全開状態に制御し、上記第２冷却モードでは、上記第１ダンパ（28a）を全開状態に制御すると共に上記第２ダンパ（28b）を全閉状態に制御するように構成されている。

このような構成により、本空調システム（10）では、第１バイパス通路（27a）及び第２バイパス通路（27b）における空気の流通状態を切り換える切換機構（28a,28b）を、第１ダンパ（28a）と第２ダンパ（28b）とで容易に構成することができる。

また、本空調システム（10）では、上記制御部（50）は、上記第１冷却モードの終了後、上記第２冷却モードの開始前に、上記第１ダンパ（28a）を全開状態になるまで徐々に開く一方、上記第２ダンパ（28b）を全閉状態になるまで徐々に閉じると共に、該第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、上記第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体を供給し、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になると上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給を停止する第１切換モードを実行し、上記第２冷却モードの終了後、上記第１冷却モードの開始前に、上記第１ダンパ（28a）を全閉状態になるまで徐々に閉じる一方、上記第２ダンパ（28b）を全開状態になるまで徐々に開くと共に、該第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、上記第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体を供給し、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になると上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給を停止する第２切換モードを実行するように構成されている。

このように、本空調システム（10）では、第１冷却モードと第２冷却モードとの間に、冷却媒体を第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に供給しながら、前の冷却モードにおいて空気の冷却に用いた使用後の熱交換器（22a,22b）を通過する空気の流量を徐々に減少させる一方、次の冷却モードで空気の冷却に用いる使用前の熱交換器（22b,22a）を通過する空気の流量を徐々に増大させ、空気が使用前の熱交換器（22b,22a）をバイパスせずに全て使用前の熱交換器（22b,22a）を通過するようになると、使用後の熱交換器（22a,22b）への冷却媒体の供給を停止して使用前の熱交換器（22b,22a）のみに冷却媒体を供給することにより、ケーシング（21）内において冷却されて恒温室（1）に供給される冷却空気の温度が大きく変動しないようにする第１及び第２切換モードを実行することとした。

具体的には、第１冷却モードの終了後、第２冷却モードの開始前に実行される第１切換モードでは、第１ダンパ（28a）を全開状態になるまで徐々に開く一方、第２ダンパ（28b）を全閉状態になるまで徐々に閉じる。第１ダンパ（28a）を全開状態になるまで徐々に開いていくと、ケーシング（21）内に流入した空気が第１熱交換器（22a）よりも空気抵抗の小さい第１バイパス通路（27a）へ流入し、その流入量が徐々に増大する。一方、第２ダンパ（28b）を全閉状態になるまで徐々に閉じると、第２バイパス通路（27b）の空気抵抗が徐々に増大し、該第２バイパス通路（27b）を通過する空気の流量が減少する。つまり、第１切換モードでは、第１熱交換器（22a）を通過する空気の流量が徐々に減少し、第２熱交換器（22b）を通過する空気の流量が徐々に増大する。

また、第１切換モードでは、第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、つまり、空気が第２熱交換器（22b）をバイパスする間は、第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体が供給され、両方において空気が冷却される。このとき、第１熱交換器（22a）を通過する空気の流量は徐々に減少し、第２熱交換器（22b）を通過する空気の流量は徐々に増大するため、ケーシング（21）内において冷却されて恒温室（1）に供給される冷却空気の温度が大きく変動することなく所望の温度に調節される。その後、第２ダンパ（28b）が全閉状態になると、つまり、空気が第２熱交換器（22b）をバイパスしなくなると、第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給が停止され、第２熱交換器（22b）のみに冷却媒体が供給されて空気が冷却されるようになる。

逆に、第２冷却モードの終了後、第１冷却モードの開始前に実行される第２切換モードでは、第１ダンパ（28a）を全閉状態になるまで徐々に閉じる一方、第２ダンパ（28b）を全開状態になるまで徐々に開く。第１ダンパ（28a）を全閉状態になるまで徐々に閉じていくと、第１バイパス通路（27a）の空気抵抗が徐々に増大し、ケーシング（21）内に流入した空気が第１バイパス通路（27a）に流入し難くなり、該第１バイパス通路（27a）を通過する空気の流量が減少する。一方、第２ダンパ（28b）を全開状態になるまで徐々に開いていくと、第１熱交換器（22a）又は第１バイパス通路（27a）を通過した空気が第２熱交換器（22b）よりも空気抵抗の小さい第２バイパス通路（27b）へ流入し、その流入量が徐々に増大する。つまり、第２切換モードでは、第１熱交換器（22a）を通過する空気の流量が徐々に増大し、第２熱交換器（22b）を通過する空気の流量が徐々に減少する。

また、第２切換モードでは、第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、つまり、空気が第１熱交換器（22a）をバイパスする間は、第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体が供給され、両方において空気が冷却される。このとき、第１熱交換器（22a）を通過する空気の流量は徐々に増大し、第２熱交換器（22b）を通過する空気の流量は徐々に減少するため、ケーシング（21）内において冷却されて恒温室（1）に供給される冷却空気が大きく変動することなく所望の温度に調節される。その後、第１ダンパ（28a）が全閉状態になると、つまり、空気が第１熱交換器（22a）をバイパスしなくなると、第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給が停止され、第１熱交換器（22a）のみに冷却媒体が供給されて空気が冷却されるようになる。

以上のように、本空調システム（10）では、交互に実行される第１冷却モードと第２冷却モードとの間に、冷却媒体を第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に供給しながら、前の冷却モードにおいて空気の冷却に用いた使用後の熱交換器（22a,22b）を通過する空気の流量を徐々に減少させる一方、次の冷却モードで空気の冷却に用いる使用前の熱交換器（22b,22a）を通過する空気の流量を徐々に増大させ、空気が使用前の熱交換器（22b,22a）をバイパスせずに全て使用前の熱交換器（22b,22a）を通過するようになると、使用後の熱交換器（22a,22b）への冷却媒体の供給を停止して使用前の熱交換器（22b,22a）のみに冷却媒体を供給する第１又は第２切換モードを実行することとした。このように、冷却モードを切り換える際、つまり、空気の冷却に用いる熱交換器を変更する際に、一息に切り換えるのではなく、各熱交換器への冷却媒体の供給量（冷却能力）と各熱交換器を通過する空気の流量（給気量）を、一方の熱交換器（22b,22a）では徐々に増加させ、他方の熱交換器（22a,22b）では低減することにより、冷却モードの切換動作が緩やかに行われることとなる。従って、恒温室（1）に供給される冷却空気の温度及び給気量を大きく変動させることなく、冷却モードを変更することができる。

また、本空調システム（10）では、上記制御部（50）は、上記第１切換モードでは、上記第１ダンパ（28a）が全開状態になる前に、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になるように上記第１及び第２ダンパ（28b）の開度を制御し、上記第２切換モードでは、上記第２ダンパ（28b）が全開状態になる前に、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になるように上記第１及び第２ダンパ（28b）の開度を制御するように構成されている。

ところで、第１及び第２熱交換器（22a,22b）は、単なる通路である第１及び第２バイパス通路（27b）に比べて空気抵抗が大きい。そのため、第１及び第２ダンパ（28b）の開度を少し増大させると第１及び第２バイパス通路（27b）を通過する空気の流量がすぐに増大する一方、第１及び第２ダンパ（28b）の開度を少し低減しただけでは、第１及び第２バイパス通路（27b）を通過する空気の流量がほとんど低減できない。

そこで、本空調システム（10）では、第１及び第２切換モードにおいて、開度を増大させるダンパが全開状態になるよりも早く、開度を低減するダンパが全閉状態になるように各ダンパ（28a,28b）の開度を制御することとしている。このような制御により、第１及び第２バイパス通路（27b）を通過する空気の流量を低減したい場面において、速やかに流量を低減することができる。

また、本空調システム（10）では、上記制御部（50）は、上記第１切換モードでは、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給量を上記第２冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限する一方、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になると、上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給量を上記第２冷却モードにおける供給量に増大させ、上記第２切換モードでは、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給量を上記第１冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限する一方、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になると、上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給量を上記第１冷却モードにおける供給量に増大させるように構成されている。

このように、本空調システム（10）によれば、第１及び第２切換モードでは、実行開始からしばらくはケーシング（21）内を流れる空気の一部が使用前の熱交換器（22b,22a）をバイパスする一方、使用前の熱交換器（22b,22a）にも冷却媒体が供給されるが、その際、使用前の熱交換器（22b,22a）への冷却媒体の供給量をその後の冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限することとしている。これにより、第１及び第２切換モードにおいて、使用前の熱交換器（22b,22a）の冷却能力を無駄に増大させないようにしつつ、除霜で温度が上昇していた使用前の熱交換器（22b,22a）の温度を低下させることができる。

また、本空調システム（10）では、少なくとも上記第１熱交換器（22a）には、該第１熱交換器（22a）に付着した水滴を捕集する捕集部材（29a,29b）が設けられている。

このように、本空調システム（10）では、ケーシング（21）内において空気流れの上流側に配置された第１熱交換器（22a）に捕集部材（29a,29b）が設けられているため、第１熱交換器（22a）に付着した結露水が空気流れによって飛散して下流側の第２熱交換器（22b）に付着するおそれを低減することができる。

また、本空調システム（10）では、上記ケーシング（21）内の上記第２熱交換器（22b）よりも上記空気流れの下流側に設けられ、上記第１熱交換器（22a）及び上記第２熱交換器（22b）の少なくとも一方で冷却された空気を加熱して所望の温度に調節する加熱器（23）を備えている。

このように、本空調システム（10）では、ケーシング（21）内の第２熱交換器（22b）よりも空気流れの下流側に設けられた加熱器（23）によって、第１熱交換器（22a）及び上記第２熱交換器（22b）の少なくとも一方で冷却された空気を加熱することによって、恒温室（1）に供給する空気を所望の温度に高精度に調節することができる。

また、本空調システム（10）では、上記ケーシング（21）の上記流入口（21a）は、上記恒温室（1）内の空気が流入するように、該恒温室（1）に接続されているものである。

このような構成により、本空調システム（10）では、恒温室（1）内の所望の温度範囲に制御された空気がケーシング（21）内に流入し、温度が調節された後、恒温室（1）に供給されることとなる。そのため、ケーシング（21）内に設けられた第１及び第２熱交換器（22a,22b）は、共に恒温室（1）の目標温度範囲内の温度条件下に置かれることとなる。従って、恒温室（1）に供給される冷却空気の温度をより変動させることなく、冷却モードを変更することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態では、第１バイパス通路（27a）と第２バイパス通路（27b）とがケーシング（21）内に区画されていたが、第１バイパス通路（27a）と第２バイパス通路（27b）とは、ケーシング（21）内に区画されず、ケーシング（21）に接続されたダクト等で形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、第１バイパス通路（27a）及び第２バイパス通路（27b）に設けた第１ダンパ（28a）及び第２ダンパ（28b）で切換機構を構成していたが、切換機構は、第１バイパス通路（27a）及び第２バイパス通路（27b）における空気の流通状態を切り換えることができるものであればいかなるものであってもよい。

また、上記実施形態のように、第１冷却モードと第２冷却モードを交互に行う間に、第１及び第２切換モードを実行するのが好ましいが、第１及び第２切換モードを実行せずに、第１冷却モードと第２冷却モードとを交互に行ってもよい。

また、上記実施形態では、第１切換モードでは、第１ダンパ（28a）が全開状態になる前に、第２ダンパ（28b）が全閉状態になるようにし、第２切換モードでは、第２ダンパ（28b）が全開状態になる前に、第１ダンパ（28a）が全閉状態になるようにしていたが、第１ダンパ（28a）及び第２ダンパ（28b）が全閉状態又は全開状態になるタイミングは同時であってもよい。

また、上記実施形態では、第１切換モードでは、第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、第２冷媒回路（60B）の圧縮機（71）の容量を低容量に制限し、第２切換モードでは、第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、第１冷媒回路（60A）の圧縮機（71）の容量を低容量に制限していたが、各切換モードにおいて圧縮機（71）の容量を低容量に制限しなくてもよい。

また、上記実施形態では、第１熱交換器（22a）及び第２熱交換器（22b）の両方に捕集部材（29a,29b）が設けられていたが、捕集部材（29a,29b）は、少なくとも第１熱交換器（22a）に設けられていればよく、第２熱交換器（22b）に設けられていなくてもよい。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、空調システムについて有用である。

１ 恒温室
１０ 空調システム
２０ 冷却ユニット
２１ ケーシング
２１ａ 流入口
２１ｂ 流出口
２２ａ 第１熱交換器
２２ｂ 第２熱交換器
２３ 加熱器
２７ａ 第１バイパス通路
２７ｂ 第２バイパス通路
２８ａ 第１ダンパ
２８ｂ 第２ダンパ
２９ａ 捕集部材
２９ｂ 捕集部材
５０ 制御部

Claims (6)

1. 冷却媒体が供給されて通過空気を冷却する第１熱交換器（22a）と、
   冷却媒体が供給されて通過空気を冷却する第２熱交換器（22b）と、
   上記第１熱交換器（22a）に冷却媒体を供給して冷却した空気を恒温室（1）に供給する一方、上記第２熱交換器（22b）の除霜を行う第１冷却モードと、上記第２熱交換器（22b）に冷却媒体を供給して冷却した空気を上記恒温室（1）に供給する一方、上記第１熱交換器（22a）の除霜を行う第２冷却モードとを交互に実行する制御部（50）とを備え、
   上記恒温室（1）の空気温度を所望の温度範囲に制御する空調システムであって、
   流入口（21a）と流出口（21b）とが形成されて内部に該流入口（21a）から該流出口（21b）に至る空気流れが形成されると共に、上記第１熱交換器（22a）と上記第２熱交換器（22b）とが上記空気流れにおいて上記第１熱交換器（22a）が上流側に位置するように収容されたケーシング（21）と、
   上記空気流れに対して上記第１熱交換器（22a）に並列に設けられ、空気が該第１熱交換器（22a）をバイパスして流れる第１バイパス通路（27a）と、
   上記空気流れに対して上記第２熱交換器（22b）に並列に設けられ、空気が該第２熱交換器（22b）をバイパスして流れる第２バイパス通路（27b）と、
   上記第１バイパス通路（27a）に設けられた開度調節可能な第１ダンパ（28a）と上記第２バイパス通路（27b）に設けられた開度調節可能な第２ダンパ（28b）とを有し、上記第１バイパス通路（27a）及び上記第２バイパス通路（27b）における空気の流通状態を切り換える切換機構（28a,28b）とを備え、
   上記制御部（50）は、
   上記第１冷却モードでは、上記第１バイパス通路（27a）において空気が流通せず、上記第２バイパス通路（27b）において空気が流通するように、上記第１ダンパ（28a）を全閉状態に制御すると共に上記第２ダンパ（28b）を全開状態に制御し、
   上記第２冷却モードでは、上記第１バイパス通路（27a）において空気が流通し、上記第２バイパス通路（27b）において空気が流通しないように、上記第１ダンパ（28a）を全開状態に制御すると共に上記第２ダンパ（28b）を全閉状態に制御し、
   上記制御部（50）は、
   上記第１冷却モードの終了後、上記第２冷却モードの開始前に、上記第１ダンパ（28a）を全開状態になるまで徐々に開く一方、上記第２ダンパ（28b）を全閉状態になるまで徐々に閉じると共に、該第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、上記第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体を供給し、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になると上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給を停止する第１切換モードを実行し、
   上記第２冷却モードの終了後、上記第１冷却モードの開始前に、上記第１ダンパ（28a）を全閉状態になるまで徐々に閉じる一方、上記第２ダンパ（28b）を全開状態になるまで徐々に開くと共に、該第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、上記第１及び第２熱交換器（22a,22b）の両方に冷却媒体を供給し、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になると上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給を停止する第２切換モードを実行する
   ことを特徴とする空調システム。
2. 請求項１において、
   上記制御部（50）は、
   上記第１切換モードでは、上記第１ダンパ（28a）が全開状態になる前に、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になるように上記第１及び第２ダンパ（28b）の開度を制御し、
   上記第２切換モードでは、上記第２ダンパ（28b）が全開状態になる前に、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になるように上記第１及び第２ダンパ（28b）の開度を制御する
   ことを特徴とする空調システム。
3. 請求項１又は２において、
   上記制御部（50）は、
   上記第１切換モードでは、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になるまでの間、上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給量を上記第２冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限する一方、上記第２ダンパ（28b）が全閉状態になると、上記第２熱交換器（22b）への冷却媒体の供給量を上記第２冷却モードにおける供給量に増大させ、
   上記第２切換モードでは、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になるまでの間、上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給量を上記第１冷却モードにおける供給量よりも少ない所定の低供給量に制限する一方、上記第１ダンパ（28a）が全閉状態になると、上記第１熱交換器（22a）への冷却媒体の供給量を上記第１冷却モードにおける供給量に増大させる
   ことを特徴とする空調システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   少なくとも上記第１熱交換器（22a）には、該第１熱交換器（22a）に付着した水滴を捕集する捕集部材が設けられている
   ことを特徴とする空調システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
   上記ケーシング（21）内の上記第２熱交換器（22b）よりも上記空気流れの下流側に設けられ、上記第１熱交換器（22a）及び上記第２熱交換器（22b）の少なくとも一方で冷却された空気を加熱して所望の温度に調節する加熱器（23）を備えている
   ことを特徴とする空調システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   上記ケーシング（21）の上記流入口（21a）は、上記恒温室（1）内の空気が流入するように、該恒温室（1）に接続されている
   ことを特徴とする空調システム。

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